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1、集 美 大 学 诚 毅 学 院机械专业课程设计论文（机电方向）专 业： 机械工程及其自动化 （20级）班 级： 机械20级（机电方向）姓 名： 学 号： 指导 教 师： 弓清忠 雷慧 答辩 日 期： 20年 1 月 日 集美大学机械专业（机电方向）课程设计任务书姓名： 院（系）： 诚毅学院机械工程系专业： 机械工程及自动化 班级学号：机械级号任务起至日期： 年 月 日 至 年 月 日课程设计题目： 基于FX0N 60MR可编程控制器的液体混合装置自动控制控制要求：上限位、下限位和中限位液位传感器被液体淹没时为ON，阀A、阀B和阀C为电磁阀，线圈通电时打开，线圈断电时关闭。开始时容器是空的，各阀
2、门均关闭，各传感器均为OFF。按下启动按钮后，打开阀A，液体A流入容器，中限位开关变为ON时，关闭阀A，打开阀B，液体B流入容器。当液面到达上限位开关时，关闭阀B，电机M开始运行，搅动液体，6s后停止搅动，打开阀C，放出混合液，当液面降至下限位开关之后再过2s，容器放空，关闭阀C，打开阀A，又开始下一周期的操作。在任何时候按下停止按钮，在当前工作周期的操作结束后，才停止操作（停在初始状态）。图11 液体混合装置示意图立题的目的和意义： 现代制造业要求生产设备和自动化生产线的控制系统必须具备极高的可靠性和灵活性，可编程控制器正是顺应这一要求出现的。它已经成为当代工业自动化的三大支柱之一。可编程控
3、制器原理及其应用课程是培养学生具有机电一体化设计能力的技术基础课，其专业课程设计是本课程的重要实践环节，是本专业方向第一次较全面的设计训练。专业课程设计要达到的如下主要目的：1） 培养学生综合运用本课程及其它有关先修课程的知识，去分析、解决实际工程问题的能力，深化、扩展本课程的理论知识；2） 能够对原有的继电器接触控制系统进行改造和设计新的控制系统；3） 使学生掌握可编程控制器系统设计的一般方法和步骤，培养学生独立的工程设计能力，树立正确的设计思想，为今后工作打下良好的本专业工程基础。 通过绘制完整的电器原理图，端子接线图，控制流程图，编制相应程序，进行系统调试等环节，掌握PLC系统软、硬件设
4、计方法，了解这项技术的最新发展动态，熟悉国家标准，培养学生的基本技能，从而为接下来的毕业设计打下良好的基础和知识积累。技术要求与主要内容：PLC系统课程设计的一般过程是：从初拟设计方案开始，分析设计电路图，控制流程，并编制相应的指令程序，然后进行必要的实践环节对所设计系统进行调试和正确性检验，最后，编制详细、统一格式的技术文件。1） 绘制输入输出端子图，主电路控制图以及程序流程图、控制梯形图、状态转移图等；2） 根据前述控制分析，并绘出过程时序图；3） 按控制系统设计图接线，并进行系统调试及问题分析；4）编写技术文件。 进度安排： 1第一周周一：开题阶段，动员、布置任务。根据题目查阅相关的资料
5、（包括：图书资料和网上资料等），初步规划设计内容和步骤。周四：进入方案设计阶段，初步确定设计方案。这一阶段针对课题本身答疑，不检查程序。 2第二周周一： 1）绘制输入输出端子图，主电路控制图以及程序流程图、控制梯形图、状态转移图等；2）根据上述控制分析，编制相应指令程序。周四：内容同上。这一阶段针对编程中个别问题答疑，不检查程序。3. 第三周周一：去电工实验室调试程序。周四：检查论文电子档，包括内容及格式。周五：收设计报告，进行答辩。第三周的某一天进行现场实习，以提高感性认识：到集美大学现代设计与制造技术中心参观、分析柔性制造系统的PLC系统运用。参观机械工程学院实验室。同组设计者及分工： 侧
6、重系统的理论研究 侧重实践过程及控制目 录摘要 1 一、可编程控制器综述 2 1、PLC的产生与发展 2 2、研究目的与意义 3 3、PLC的发展趋势 4 4、可编程控制器的特点5 5、PLC的应用领域 6 6、PLC在我国的应用 8 二、设计方案 9 1、控制要求 9 2、设计思路 10 3、程序流程图 11 4、设备器件选择 12 5、I/O地址分配表12 6、硬件接线图 13 7、主线路14 8、状态转移图15 9、控制梯形图 16 10、指令程序 18 11、时序图 19 12、调试运行与问题分析 19 三、附步进指令编程 20 1、控制梯形图 20 2、程序指令22 四、课程设计心得
7、23五、致谢24六、参考文献 25 摘要：随着科学技术的猛速发展，自动控制技术在人类活动的各个领域中的应用越来越广泛，它的水平已成为衡量一个国家生产和科学技术先进与否的一项重要标志。在炼油、化工、制药行业中，多种液体混合是必不可少的程序，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。但由于这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质，以致现场工作环境十分恶劣，不适合人工现场操作。另外，生产要求该系统要具有配料精确、控制可靠等特点，这也是人工操作和半自动化控制所难以实现的。所以为了帮助相关行业，特别是其中的中小型企业实现多种液体自动混合的目的液体自动混合配料势必就是摆在我们眼前的一大课题。随着计算机技术
8、的发展，对原有液体混合装置进行技术改造，提出数据采集、自动控制、运行管理等多方面的要求。设计的多种液体混合装置利用可编程控制器实现在混合过程中精确控制，提高了液体混合比例的稳定性、运行稳定、自动化程高，适合工业生产的需要。本书介绍PLC的发展以及未来的发展趋势，对工业产生了巨大的影响，大大提高了工作的效率。详细设计两种液体自动混合装置，并自动放出的的精确控制。关键词：自动控制、PLC、液体混合装置一、可编程控制器综述1、PLC的产生与发展在可编程控制器出现前，在工业电气控制领域中，继电器控制占主导地位，应用广泛。但是电器控制系统存在体积大、可靠性低、查找和排除故障困难等缺点，特别是其接线复杂、
9、不易更改，对生产工艺变化的适应性差。1968年美国通用汽车公司（G.M）为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。于是就设想将计算机功能强大、灵活、通用性好等优点与电器控制系统简单易懂、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置，而且这种装置采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。1969年美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司的这种要求，研制成功了世界上第一台可编程控制器，并在通用汽车公司的自动装配线上
10、试用，取得很好的效果。从此这项技术迅速发展起来。早期的可编程控制器仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller ）。随着微电子技术和计算机技术的发展，20世纪70年代中期微处理器技术应用到PLC中，使PLC不仅具有逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能。20世纪80年代以后，随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展，16位和32位微处理器应用于PLC中，使PLC得到迅速发展。PLC不仅控制功能增强，同时可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测更加
11、灵活方便，而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能，使PLC真正成为具有逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理、联网通信等功能的名符其实的多功能控制器。自从第一台PLC出现以后，日本、德国、法国等也相继开始研制PLC，并得到了迅速的发展。目前，世界上有200多家PLC厂商，400多品种的PLC产品，按地域可分成美国、欧洲、和日本等三个流派产品，各流派PLC产品都各具特色，如日本主要发展中小型PLC，其小型PLC性能先进，结构紧凑，价格便宜，在世界市场上占用重要地位。著名的PLC生产厂家主要有美国的A-B（Allen-Bradly）公司、GE（General Electric）公司，日本的三
12、菱电机（Mitsubishi Electric）公司、欧姆龙（OMRON）公司，德国的AEG公司、西门子（Siemens）公司，法国的TE（Telemecanique）公司等。我国的PLC研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的PLC。此后，在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年增多，并取得显著的经济效益，PLC 在我国的应用越来越广泛，对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。目前，我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司等。从近年的统计数据看，在世界范围内PLC产品的产量、销
